六相继保校验仪工作原理及结构

第1章   概   述（LY809六相继保校验仪工作原理及结构）

1.1 系统说明

LY809微机继电保护测试系统是参照中华人民共和国电力行业标准《DLT624-2010继电保护微机型试验装置技术条件》，采用嵌入式系统XPE及稳定可靠的SSD固态硬盘，整机采用进口模块化开关电源及自主研发的高保真、大功率开关功放，采用美国*新型高速DSP，超大规模现场可编程器件FPGA开发的新一代一体化继电保护测试仪。广泛适用于电力、铁路、石化、冶金、矿山、航空等行业的科研生产和电气试验。

整机通过国际电磁兼容EMC权威认证测试以及国家继电保护及自动化设备质量检测中心检测认证，整机具备优良的自身保护措施，电压短路报警、电流开路提示、机壳接地检测以及外部高压引入报警等等，有力保证了现场测试使用可靠。

主机采用内部框架式结构，有效避免了插件式结构带来抗震性差的缺点，并使用模块化设计，方便现场维护。

1.2 面板说明（LY809六相继保校验仪工作原理及结构）

1.2.1 前面板

1. 2.2 输出面板

1. 2.3 开关量

开入量输入端子上的1、2、3负端相互隔离，并与电压、电流输出端子中的公共端“N”以及地线（如面板、机箱）均不相通。开入端子对于空接点和电位（10-250V）兼容。但对带电接点的输入具有方向性。

如图所示，1、2、3、4接低电位（-），负端接带电接点的高电位（+），计算机才能检测到接点状态的翻转。若反接，所检测到的将始终是闭合状态。

1.3 系统标准配置

2.3 辅助直流

可以作为独立的辅助直流电源给保护装置供电，在主界面辅助直流功能里可以根据需要设置辅助直流电压输出，范围是0V～300V。

1、Close DC:将辅助直流源关闭；

2、DC：设置实际辅助直流输出（0V~300V）。

第三章  软件安装与测试联机（LY809六相继保校验仪工作原理及结构）

3.1 软件安装

LY809继电保护测试仪软件支持Windows 2000\ Windows XP\ Windows Vista\ Windows7\ Windows8\ Windows10操作系统。将测试软件安装光盘放入光驱，系统自动启动安装程序或者直接双击光盘驱动器下“安装程序”文件夹中的LY80966.exe文件,进入安装界面,如图3.1-1所示。

选择安装期间使用的语言，点击确定。

点击“下一步”继续进行安装设置，进入到图3.1-3所示界面。

选择安装语言，点击“下一步”继续进行安装设置，进入到图3.1-4所示界面。

选择安装路径，点击“下一步”继续进行安装设置。

选择开始菜单文件夹，点击“下一步”继续进行安装设置。

选择是否创建桌面快捷方式，点击“下一步”继续进行安装设置。

查看安装设置，如果需要进行修改，点击上一步进行修改。查看安装设置没问题，点击“安装”进行软件安装。

安装完成之后，进入到图3.1-9所示界面。

如果勾选了运行LY80966 Relaytest System，点击完成，就立即启动软件。

3.2 测试联机

使用LY809系列产品上位机的Windows测试软件，首先要进行测试仪与PC机联机，且联机成功后才能进行测试，具体联机步骤如下：

①使用网线将LY809系列测试仪和计算机可靠连接，或者将测试仪和计算机同时连接到同一个局域网；

②打开参加联机的测试仪和PC机的工作电源；

③ PC机，打开上位机软件，如图3.2-1所示，

联机成功后打开任何一个测试模块，左上角会有连机状态(绿色)提示：。

如果连机不成功打开任何一个测试模块，左上角会有连机不成功状态（红色）提示：。

请检查

①网线插头是否连接牢靠；

②测试仪主界面联机配置里的IP地址设置是否正确（详情请查阅第五章的IP地址设置）。

第四章   测试操作

4.1 系统主界面

用户可通过鼠标选择需要进入的功能模块。

说明：系统中各功能模块的界面可能由于软件的改进而随时更新，用户应以当前购买时软件版本号为准，恕不另行通知。

4.2 基本操作及参数简介

4.2.1基本参数简介：

（1） ＋手动加

点击“＋手动加”按钮，则所选择的变量按设置的步长递增。

（2） －手动减

点击“－手动减”按钮，则所选择的变量按设置的步长递减。

（3） 参数翻页

点击“参数翻页”按钮，则切换到另一页参数设置界面。

（4） 存取参数

可保存试验参数或导入先前保存的试验参数等。

（5） 报告处理

可保存报告、查看或删除报告。

（6） 图形处理

在界面“显示图”上点击鼠标右键，则弹出“图形处理”界面，可保存图形或查看图形。

（7） 开出量

开出量：测试仪可以发出触发脉冲信号，以启动保护装置某些功能，达到同步或延时计时。

4.2.2  所有与试验时间设置有关的

故障前时间：每次子试验项目开始前，测试仪均输出一段故障前的时间（即空载状态），以保证保护接点可靠复归，及重合闸准备完毕，所以，该时间的设置一般大于保护的复归时间（包含重合闸充电时间），通常取20-25S左右。

故障时间：进入故障状态到试验完全结束的时间，包括重合及永跳所需的时间。

间断时间：试验过程中，一个子试验测试结束后，测试仪停止输出，直到间断时间结束，接着进行下个测试。

保持时间：设置每一个状态保持输出时间，一般地，保持时间的设置应大于装置的动作时间。

自动试验时间：自动试验时，变量由始值到终值每变化一次步长的时间。一般地，自动时间的设置应大于继电器的动作和返回时间，自动时间的*大值可设为1000s，手动试验时用户自己掌握每变化一次步长的时间。

计时启动方式：用于设定计时器的触发方式。当满足所设定的触发方式后，计时器计时启动，共有十七种。

停止计时方式：当计时器开始计时后，如果满足停止条件，计时器立即停止计时。停止计时条件共有十七种。

防抖动时间：一般可以设置成10～15ms,是指在自动试验时，为了防止测试过程中保护接点因抖动而影响测试结果故设置的这一时间参数，只有当接点闭合或断开连续达到所设置的时间后，才对所处状态给于认可。

4.2.3  试验触发方式或启动方式

按键触发：实验开始之后，手动选择是否进入故障状态。

时间触发：测试仪输出某一状态的时间结束后进入故障状态呢

h接点翻转启动：h接点接收到保护动作信号后自动进入下一状态

GPS触发：利用GPS分脉冲触发，实现多台测试仪同步测试。

开入量与开出量设置

开入量逻辑：有两个选项，分别为“逻辑或”和“逻辑与”。“逻辑或”表示所选8个开入量有任何一个满足条件时动作信号成立，“逻辑与”表示所8个开入量均满足条件时动作信号才成立。若只选取一个开入端口，则“逻辑或”和“逻辑与”效果相同。

开入量定义：  1、2、3三对开入量根据需要可分别定义为保护跳A、跳B、跳C或三跳信号，也可将其使能关闭，试验时不再检测开入接点的状态变化。开入量 4一般为重合闸开入信号，本装置另有四对开入接点5、6、7、8 。

开 出 量: 测试装置可通过侧面板上的“1”、“2”、“3”、“4”四对开出量接点输出一开出量，开出量以空接点的形式输出。试验时根据需要可使测试装置在故障前或故障瞬间断开或闭合开出继电器接点，输出空接点信号,其主要是用于启动其它设备。开入量“0”表示“闭”或“高电位”，“1”表示“开”或“低电位”。

4.2.5   系统参数

额定电压：保护PT二次侧的额定相电压，一般为57.735V。

额定频率：指在当前故障状态下的电压、电流实时频率。

负荷电流：指在正常状态下所输出的电流的幅值，一般设置为0。

负荷相位：指在正常状态下所输出的电流的相位。

短路起始角：进入故障前瞬间短路电压和短路电流之间的角度。

合闸延时: 模拟断路器合闸时间，当接收到重合闸动作信号后，测试仪将等待一段开关合闸延时，然后将电压电流量切换到重合后状态。不接断路器时可设为0S。

断开延时: 模拟断路器分闸时间。测试装置接收到保护跳闸信号后，将等待一段开关分闸延时，然后将电压电流切换到跳开后状态。不接断路器时可设为0S。

叠加非周期分量：设置叠加非周期分量时，在故障开始瞬间有一衰减的直流分量叠加在正弦信号上。如果线路阻抗角等于系统阻抗角，此时，不存在衰减的直流电压分量。当计算方式选择为恒定电压或恒定电流模式时，也没有直流电压分量。在“任意方式”下，由于是手动设置电流电压值，计算中不考虑非周期分量的影响。非周期电压、电流分量初值的大小与短路发生的时刻有关，即与短路发生时电源电压的初始相角（合闸角）有关。

4.2.6 联机界面视窗简介

:连机成功指示，如果连机失败，会显示。

：接地良好指示，如果没有良好接地，会显示。

：开始试验按键。

：停止试验按键。

：参数翻页按键，按此键进入下一页参数。

：手动加按键，用鼠标点击此键一次，变量递增一个步长。

：手动减按键，用鼠标点击此键一次，变量递减一个步长。

：参数存取按键，用鼠标双击此键，可将试验参数保存，可将预存的试验参数导入。

：试验报告按键，用鼠标双击此键，可查阅本次试验报告内容。

：退出试验模块按键，用鼠标点击此键，即可退出本试验模块

4.3 测试步骤

4.3.1  选择测试模块

如以选择距离保护为例。如图4.3-1所示

4.3.2  试验接线

将被测试的继电器或保护装置试验端子与测试仪相应的电流或电压输出端口用导线连接，将继电器的动合接点或保护装置的出口接点用导线接至测试仪开入量端口。如图4.3-2所示：

4.3.3  选择故障类型与短路阻抗倍数并设置阻抗定值

可一次性完成所有选中的故障类型的测试任务。可选择全部故障类型，也可选择其中几个，打“√”表示选中该类型故障。根据测试需求选择每段短路阻抗倍数，打“√”表示选中，并可任意更改倍数，如图4.3-3所示。设置定值单的阻抗定值，如图4.3-4所示。

4.3.4 设置基本参数

这些参数可能保护装置定值单上没有，如额定电压、故障时间、试验触发方式等，

但参数设置的正确与否会直接影响测试结果。如图4.3-5所示。

4.3.5设置测试方式及其参数

点击“参数翻页”，选择计算模型，有电流恒定、电压恒定、内阻恒定三种，一般情况下选用电流恒定方式（有关计算模型的详细描述，请参考4.6 “整组试验”）。选择零序补偿系数，有Re/Rl&Xe/Xl和Kl两种。按照各段阻抗定值的大小合理设置其所在段的短路电流。如图4.3-6所示。

注1：必须正确选择零序补偿系数， 尤其是对于零序补偿系数参与短路电压计算的接地短路故障，正确选择与否会直接影响到测试结果（国电南自、北京四方、许继的线路距离保护采用Re/Rl&Xe/Xl 补偿方式，南京南瑞继保、深圳南瑞的线路距离保护采用Kl补偿方式）。

注2：短路电流大小的设置应根据各段阻抗值的大小来合理设置，为防止由于定值中阻抗值过小，由测试仪经过计算输出的短路电压过小而导致保护装置采样无法判断，此时应增大该段的短路电流。为防止由于定值中阻抗值过大，由测试仪经过计算输出的短路电压过大而导致保护装置采样无法判断线路是否发生故障，从而导致保护不动作，此时应减小该段的短路电流。

4.3.6开入量定义设置  

保护装置中不同的测试项目，相应的开关量也有不同设置。线路保护中，保护装置的重合闸方式有综合重合闸（分相跳闸）、三相重合闸（三重方式），开关量的设置必须与重合闸方式相对应，如保护是三重方式，开入量A、B、C也要设置为三跳，保护跳闸出口接点连接到A、B、C中任意一个均可，重合接点接到H接点。如保护是综重方式，开关量A、B、C 要与保护跳闸出口接点对应的跳A、跳B、跳C相连接，重合接点接到H接点。如图4.3-7所示。

4.3.7开出量设置

开出量的设置根据保护测试要求而定。如测试高频保护时，将开出量接入高频信号接点，用开出量的闭合时间来模拟高频信号的接收时间，当开出量的闭合时间结束后，高频保护启动并跳闸。如图4.3-8所示。

4.3.8 PT、CT设置

设置PT、CT的位置（PT、CT位置的定义详细描述请参考4.6“整组试验”），如图4.3-9所示。

4.3.9 开始试验并保存报告

1.点击按键，开始试验。并在测试结果栏里显示测试结果，拖动滚动条可查看动作时间等更多测试结果，如图4.3-10所示。

2.试验中需要停止输出时，点击按键，停止试验。测试完成后，测试仪自动弹出对话框，点击“是”保存试验报告，并弹出如图4.3-11所示框口。

3.点击保存报告。点击浏览报告，如图4.3-12所示

4.3.10 存取试验参数

点击出现如图4.3-13所示框口。输入参数名称，点击保存参数，方便下次试验同一装置时直接调用，调用参数时，选中所要调用的参数后，点击即可。

4.4 直流试验

可进行各种手动或自动测试，测试仪可输出直流电压及直流电流。如图4.4－1。

4.4.1   参数

电压输出：0-130V，0-300V直流电压从U(+),U(-)输出。

直流电流输出：0-20A。

提示：具备输出保持功能。

 测试装置

前提：继电器动作出口接点必须连接到测试仪开入量接点。

1. 手动方式测试动作值及返回值

选择手动试验方式，手动按，使输出按设定的步长增加或减小电压、电流，使继电器从不动作到动作，记录动作值，再使继电器从动作到不动作，记录返回值。

2. 自动方式测试动作值和返回值及返回系数

变化方式选择“动作返回”，根据动作值的大小，设定始值（小于动作返回值）、终值（大于动作值），设定自动试验时间（大于整定动作时间），点击，测试仪自动按设定的步长增加电压、电流到继电器动作，记录动作值，再按设定的步长自动减小到不动作，记录返回值，试验结束，自动计算返回系数。

3. 手动方式测试动作时间

将始值设为0，步长设为能使继电器动作的值，点击按钮，手动按按钮，从输出值开始计时，到继电器动作接点翻转停止计时，测出保护动作时间。

4. 自动方式测试动作时间

变化方式选择“动作停止”，始值设为0，步长设为能使继电器动作的值，自动试验时间设为大于继电器整定动作时间，点击按钮，测试仪先输出为0的电压或电流值，输出的保持时间为设定的自动时间，按设定步长输出电压、电流值，并开始计时，到继电器动作接点翻转停止计时，测出保护动作时间。

计时时间示意图如下图4.4-2所示：

5．利用输出保持功能测试动作时间

   点击按钮，在界面上设置让保护继电器不动作的值或使保护继电器动作的初始状态的电流或电压值，在打√，将界面上的值改变到能使保护继电器动作的值，将原先在保持输出打了的√的去掉，将修改后的值输出，并开始计时，到继电器动作接点翻转停止计时， 测出保护动作时间。

4.4.3    举例1

测试项目：手动测试动作时间

继电器：Dz-31B中间继电器

继电器整定值：动作值110V ,返回值100，动作时间0.03S
4.4.3.1  试验接线

UA接电压线圈的+端2，UN接电压线圈的-端8；继电器动合接点1、3接测试仪开入量A，如图4.4-3所示。

4.4.3.2   参数设置

与本次试验无关的参数如UA、UB、UC、IA、IB、IC建议设置为0，如图4.4-4所示.

4.4.3.3   开始试验

1.点击按钮，测试仪输出0V直流电压。

2.点击按钮，测试仪按步长输出115.5V电压，保持其输出的时间大于继电器出口的动作时间，直到继电器出口动作，测试仪自动记录结果。

3．点击按钮停止试验。

4.4.4    举例2

测试项目：自动方式测试动作值

继电器：GL-7/6型电流继电器

继电器整定值：动作值5A ,返回值4.5A，动作时间0.03S

4.4.4.1   试验接线

 IA接电流线圈的2端，IN接电流线圈的8端，出口接点1、3接开入量A.

4.4.4.2   参数设置

与本次试验无关的参数如UA、UB、UC、IB、IC建议设置为0，如图4.4-5所示.

4.4.4.3   开始试验

1.点击开始试验，测试仪输出4A。

2.点击，按步长逐步增大IA，每步的保持时间大于继电器出口的动作时间，直到继电器出口动作，测试仪自动记录结果。

3．点击停止试验。

4.5 交流试验

可进行各种手动或自动测试，测试仪输出交流电压、电流。如图4.5-1所示。

4.5.1 参数说明:

通常情况下默认三相电流输出方式，配备有六相电流的测试仪，在图标的方框里打√即可切换到六相电流输出方式。

Ux输出功能： 连续可调、+3U0、-3U0、+√3*3U0、-√3*3U0五种设定方式。

提示：具备输出保持功能。

4.5.2  测试装置 （方法参考4.4直流试验之4.4.2）

4.5.3   举例1

测试项目：手动方式测试动作值

继电器：LL-9/3

继电器整定值：动作值3A，返回值2.6A,动作时间0.03S

4.5.3.1  试验接线

IA接电流线圈的2端，IN接电流线圈的8端，保护装置出口接点1、3接开入量A，如图4.5-2所示。

4.5.3.2  参数设置

与本次试验无关的参数如UA、UB、UC、Ux、IB、IC、Ia、Ib、Ic建议设置为0，如图4.5-3所示。

4.5.3.3开始试验

1.点击开始试验，测试仪IA输出2.5A。

2.点击，按步长逐步增大IA，每步的保持时间大于继电器出口的动作时间，直到继电器出口动作，测试仪自动记录结果。

3．点击停止试验。

4.5.4   举例2

测试项目：手动寻找动作边界

继电器:LG-11功率方向继电器

4.5.4.1  试验接线

UA接电压线圈的（7）端口，UN接电压线圈的（8）端口；IA接电流线圈的（6）端口，IN接电流线圈的（5）端口。

4.5.4.2  参数设置

设定UA输出值位50V,大于继电器电压动作值，电流输出值为5A。如图4.5-4所示。

4.5.4.3  开始试验

1.点击开始试验，测试仪UA输出50V，IA输出5A电流。

  2.点击，按步长逐步减小UA与IA之间的角度，每步的保持时间大于继电器出口的动作时间，直到继电器出口动作，记录动作边界一。

  3. 点击，按步长逐步增大UA与IA之间的角度，每步的保持时间大于继电器出口的动作时间，直到继电器返回，记录动作边界二。

 4．点击停止试验。

4.6 整组试验

该测试模块主要对高频、距离、零序保护装置以及重合闸进行整组试验或定值校验；可控制故障时的合闸角，可在故障瞬间叠加按时间常数衰减的直流分量，用于测试量度继电器的暂态超越；可设置线路抽取电压的幅值、相位，校验线路保护重合闸的检同期或检无压；可通过GPS对时完成线路两端联调。

参数说明

1.  短路电压计算公式

阻抗定值校验：

正方向单相接地短路：V=（1+KL）kIZset

正方向相间短路：    V=2kIZset

工频变化量阻抗定值校验：

正方向单相接地短路：V=（1+KL）kIZset+(1-1.05M)Un

正方向相间短路：    V=2kIZset+(1-1.05M)√3Un

反方向出口短路：    V=0

注：KL为线路侧零序补偿系数，k为短路阻抗倍数，I为短路电流，Zset为短路阻抗整定值，M为工频变化系数，Un为额定电压。

工频系数M：输入0.9保护应可靠不动，输入1.1保护应可靠动作，输入1.2测试保护动作时间。

合闸角参考相位

故障发生时刻参考相电压的相角。由于三相电压电流相位不一致，合闸角与故障类型有关。所选择的电压参考相如下表所示：

           故障类型               合闸角参考相

        __________________________________________________

           A-N                          Ph(Ua)

        __________________________________________________

           B-N                          Ph(Ub)

        __________________________________________________

           C-N                          Ph(Uc)

        __________________________________________________

           A-B Ph(Ua-Ub)

        __________________________________________________

           B-C Ph(Ub-Uc)

        __________________________________________________

           C-A Ph(Uc-Ua)

        __________________________________________________

           AB-N                     Ph(Ua)

        __________________________________________________

           BC-N                     Ph(Ub)

        __________________________________________________

           CA-N                     Ph(Uc)

__________________________________________________

          A-B-C                         Ph(Ua)

        __________________________________________________

3.   PT、CT安装位置的定义

PT 位 置

模拟一次侧电压互感器安装是在母线侧还是线路侧。PT装于母线侧时，故障相断开后，该相电流为零，电压恢复到正常相电压（V=Vnom）；PT装于线路侧时，故障相断开后， 该相电流及电压均为零值。

CT位置

CT位置“指向线路”时，IA、IB、IC为极性端，IN为非极性端；CT位置“指向母线”时，IN为极性端；IA、IB、IC为非极性端。

4.  理解计算模型

有短路电流恒定，短路电压恒定及电源（系统）阻抗恒定三种计算模型。

①.电流恒定

该模型假定在故障回路上接有一理想的电流源。通过短路电流和短路阻抗计算出短路电压。

②.电压恒定

该模型假定在故障回路上接有一理想电压源模型。短路电流由短路电压及短路阻抗计算得出。

③.阻抗恒定

理想电压源串联一电源阻抗，然后接到故障回路。该模型与实际电网相接近。

短路电压和短路电流随着短路阻抗的变化而变化。减小短路阻抗，短路电流增大，故障残压减小。反之，短路电流和短路电压随着短路阻抗的增加而减小和增大。

对于恒定电流计算模型，由电流和阻抗计算得出的短路电压 Vf不能大于Vnom（额定电压）。如果V>Vnom， 则计算中自动降低短路电流If，  以满足Vf<Vnom的条件。

对于电压恒定的计算模型，当由电压和阻抗计算得出的故障电流 If过大，即If>Imax (30安) 时，程序给出告警提示。解决的办法是减小所设置的短路电压。

对于电源（系统）阻抗恒定的计算模型， 当短路阻抗与电源阻抗之和接近或等于零时，计算得出的短路电流将过大，即If>Imax。此时在屏幕底部将出现电流越限提示。可通过增大电源阻抗的办法消除所出现的数值越限。

 设置零序补偿系数

有两种设置方式：

1、KL

2、Re/Rl&Xe/Xl

其中KL=,用Re和Im表示。

一般考虑零序阻抗角等于线路阻抗角，此时KL为一实数，虚部Im为0。对于RCS900、ISA300等系列微机保护装置，其定值整定中规定零序补偿系数为KL，试验时必须选择KL方式，此时，Im设置为0。

Re/Rl=Kr=Xe/Xl=Kx=

对于CSL、PSL、WXB等系列微机保护装置，其定值整定中规定零序补偿系数为Kr、Kx，必须选择Re/Rl&Xe/Xl补偿方式。

设置方法：

对于X方向的整定值校验，将短路阻抗角设为90度，Kr设置为0。

对于R方向的整定值校验，将短路阻抗角设为0度，Kx设置为0

注：对于非接地性短路故障，零序补偿系数不参与短路计算。

Re/Rl、Xe/Xl和Zo/Z1与Kl之间的换算关系：

6.  Ux输出设置

Ux输出选择包括任意值、+3U0、-3U0、+√3*3U0、-√3*3U0，检无压A、检无压B、检无压C、检无压AB、检无压BC、检无压CA

注：若Ux设置选择为检无压方式，以“检无压A”为例，则Ux的输出过程为：故障前直到重合闸后，Ux均输出A相电压UA。

 开入量定义的设置

1、2、3三对开入量根据需要可分别定义为保护跳A、跳B、跳C或三跳信号，也可将其使能关闭，试验时不再检测开入接点的状态变化。开入量 4一般为重合闸开入信号，本装置另有四对开入接点5、6、7、8。

 开出量设置

设置故障前时间及利用GPS启动故障时开出量的设置。故障前时间即设置进入故障前的时间。开出量设置默认为输出闭和，一旦进入故障状态，测试仪根据设置，在延长一段时间后，通过开出量的闭合发出一个信号。开出量延时是配合开出量设置而使用的。开出量保持是通过开出量发出信号的保持时间。

 开入量开合方式

分时间控制和接点控制、GPS控制三种方式。对于时间控制,测试装置根据故障、跳开和重合后故障时间值按顺序自动进入到各状态,输出相应的状态量，而对开入量的状态变化不作任何响应。这里所输入的时间值是指测试装置输出相应状态量（即故障时间、断开时间、重合时间）的持续时间。此时[试验持续时间]的设置必须大于故障时间、断开时间、重合后故障时间的总和。对于单相故障可通过菜单项选择三跳或单跳方式。

校验阻抗定值

可完成距离保护的单个测试点的测试，包括相间与接地的各种类型故障，还可以校验反方向的动作情况。 选择试验项目（阻抗定值/工频变化量阻抗定值校验）

1.设置基本参数（负荷电流、相位，试验持续时间等）

2.选择故障类型，设置整定阻抗值、阻抗角，阻抗倍数及故障性质等。

3.选择计算模型（一般位电流恒定）及设置相关的零序补偿系数。

4.选择故障启动方式。

5.定义开入量

6.点击，开始试验。

4.6.3    举例1

测试任务：接地距离保护二段的整组模拟试验，包括跳闸时间、重合时间、永跳时间。

保护装置：GE Multilin-L90 线路差动保护装置

保护定值：接地距离一段定值：1Ω，方向75°。

零序补偿方式：Z0/Z1补偿，Z0/Z1=0     

保护投退：投接地一段距离保护。

试验接线

1．将测试装置的电压和电流输出端子与保护装置相对应的电压电流输入端子相连接。

2．保护装置的跳闸出口接点接到测试仪开入接点1，如图4.6-2所示。

4.6.3.2   参数设置

1．选择试验项目，设定基本参数，试验时间要大于保护动作时间、重合闸时间跟永跳时间之和。如图4.6-3所示

2．选择故障类型为A相接地，正方向；由于要测试永跳时间，故障性质设为长久性；设定短路阻抗倍数0.95倍（本段保护测试原则：0.95倍可靠动作，1.05倍可靠不动作）；设定阻抗角度；选择PT、CT安装位置；如图4.6-4所示。

3.选择计算模型，一般为电流恒定；设定故障电流，如图4.6-5所示。

4.故障启动方式选择时间启动，设定故障前时间。（故障前时间的设定要大于保护整组复归的时间，包括PT断线复归和重合闸充电时间，一般可设为20-25S）；设定开出量（不需接收高频信号，可不设定）。如图4.6-6所示：

5.选择开入量开合方式为接点控制，（有关开入量开合方式的理解可参考4.6.1），设置开入量定义，因保护为分相跳闸，接点A、B、C、H分别设置为跳A、跳B、跳C、重合，如图4.6-7所示。

6.设定UX输出。由于保护重合闸不检无压和同期，此处可任意设置。如图4.6-8所示。

提示：点击“参数翻页”，可预览负荷状态、故障状态、重合状态的电流、电压输出。

4.6.3.3  开始试验

本次试验的过程为：故障前→故障→重合→永跳

点击按钮。

测试仪按照设定依次模拟输出故障前（20S）、故障、重合、永跳（共4S）四态的电压、电流量，并记录动作时间、重合时间、永跳时间。

试验结束，保存测试报告，浏览报告，如图4.6-9所示。

保存试验参数。

4.6.4    举例2

测试项目：工频变化量阻抗元件定值校验

保护装置：ISA—311型微机线路成套保护装置（深圳南瑞）

保护定值：工频变化量阻抗1Ω

保护投退：投距离保护，退零序保护，退重合闸。

控制字投退：投工频变化量距离。

4.6.4.1  试验接线

1．将测试装置的三相电压和三相电流输出端子与保护装置相对应的电压、电流输入端子相连接。

2．保护装置的跳闸出口P2-5、P2-6接点接到测试仪开入接点A。

4.6.4.2  参数设置

1. 选择试验项目，设定基本参数，试验时间要大于保护动作时间。如图4.6-10所示.

工频系数M：输入0.9保护应可靠不动，输入1.1保护应可靠动作，输入1.2测试保护动作时间。

2. 选择故障类型为A相接地，正方向；设定阻抗角度；选择PT、CT安装位置；如图4.6-11所示。

3. 设置计算模型，一般为电流恒定；设定故障电流，如图4.6-12所示。

4. 故障启动方式选择时间启动，设定故障前时间。（故障前时间的设定要大于保护整组复归的时间，包括PT断线复归和重合闸充电时间，一般可设为20-25S）；设定开出量（不需接收高频信号，可不设定）。如图4.6-13所示。

5. 选择开入量开合方式为接点控制。如图4.6-14所示.

6. 设定UX输出。由于保护重合闸不检无压和同期，此处可任意设置。如图4.6-15所示。

4.6.4.3  开始试验，并保存报告。

4.7 功率方向

该测试模块用于测试电压、电流、功率继电器和阻抗继电器的动作值、灵敏角等，可以进行手动或自动测试以及静态测试和动态测试,如图4.7-1所示:

4.7.1  参数说明

故障前设置：任意故障类型下均可设定。

故障输出：只能在故障类型为“任意方式”下设定。

变化方式：分“始→终”和“始→终→始”方式， “始→终”为单程变化，只能测量动作值； “始→终→始”为双程变化，可以同时测量动作值和返回值。

注：灵敏角的测试必须采用“始→终→始”方式，变量始终值、故障前时间只适于自动试验方式。

故障前时间：必须能保证保护可靠复归。

故障时间：每次故障模拟时故障量的*大输出时间。该时间必须大于继电器的动作时间。当故障前时间设置为大于零的值时，可对保护继电器进行动态试验。动态试验相当于若干次故障模拟试验，每次都有一故障前及故障过程，但每次所输出的故障量都不一样，并按所设置的方式变化，以此来测试保护继电器的动态特性。当故障前时间设置为零且没有输出间断过程时，测试时试验装置仅输出故障量，这种情况相当于对继电器进行静态试验。

4.7.2  测试装置

1、 *大灵敏角测试          

在额定电压下加额定电流，确定功率方向继电器的动作边界和*大灵敏角。参数设置如下：故障类型选择任意方式，A相、B相电压分别设置为50V,相位差180度，A相电流设5A相位为0度，选择电流相位为变量按设定的角度范围以“始-终-始”方式自动变化。

开始试验后测试装置自动改变电压和电流的相位，在进入动作区后功率方向元件发出动作信号，测试仪则自动记录功率方向元件动作角度的边界值Ph1和Ph2,即可得出的功率方向元件的动作区Ph=Ph1-ph2,动作灵敏角Ph1m=(Ph1-Ph2)/2。计算过程由测试仪自动完成。

以下是三种功率方向继电器的*大灵敏角供参考：

相间功率方向继电器：-45º±5º；30º±5º

零序功率方向继电器：-105º±5º

负序功率方向继电器：-105º±5º

2、 *小动作值测试

在*大灵敏角下，当一个输入激励量固定为额定值，变化另外一个激励量使继电器动作即为*小动作值。该试验可采取手动或自动方式进行。

试验时分别取Uab电压和Ia电流作变量，变化范围分别设置为0～5V和0～2A,变化步长可设置为0.001V和0.001A。另外取Ph（Ua）=Ph1m,Ph(Ub)=180º +Ph1m。按上所述即分别测试出电压*小动作值和电流*小动作值。

3、 潜动试验

不加电压，加10倍额定交流电流（50A）拉合5次。试验时，将电压量设置为零，Ia=Ib=25A,且Ph(Ia)=Ph(Ib)。将两相电流通过测试导线并联后加入继电器的电流线圈不加电流，继电器应可靠动作，并无损坏迹象。加1.1额定电压（100V）拉合5次。取单相电压设为110V加入继电器电压线圈，继电器应可靠动作且并无损坏迹象。

4.7.3    举例

测试任务：零序过流一段*大灵敏角的测试

保护装置：GE Multilin-L90 线路差动保护装置

保护整定值：零序过流一段电流：5A；动作区间：-192＜Arg3U0/3I0＜-12

保护投退：投入零序过流，投零序过流一段方向，退距离保护，退重合闸。

4.7.3.1  试验接线

1．将测试仪三相电压和三相电流与保护装置相对应的电压电流输入端子相连接。

2．保护装置的跳闸出口接点接到测试仪开入接点1，如图4.7-2所示。

4.7.3.2 设置参数

1.选择试验方式及故障类型，设置故障前及故障时间，如图4.7-3所示。

2.设定变量选择及变量的始值和终值，设置变化步长，如图4.7-4所示。

注：始值与终值所设定的角度区间范围必须涵盖保护的动作区

3.设置故障前与故障态电压、电流输出值，如图4.7-5所示。

故障前的输出要确保保护可靠复归，故障态的输出确保保护可靠动作。

4.7.3.3 开始试验。

1.点击按钮，测试仪首先输出故障前状态1S，接着马上进入UA为30V，相角-200，IA为5.5A，相角为0的故障态0.4S，保护不动作；再输出故障前状态1S，接着马上进入UA为30V，相角-199，IA为5.5A，相角为0的故障态0.4S，若保护不动作，即按照变化步长不断重复以上步骤，直至找到第1个动作点，测试仪自动记录此动作值1，并继续向着变化终值方向不断寻找动作点，直至超出动作区间，并变化至0，再从0往-192的方向扫描，直至保护动作，测试仪自动记录此动作值2，并马上停止试验，自动计算出灵敏角。

2.保存试验参数与报告，如图4.7-6所示。

4.8 时间特性

该测试模块包含i/t、v/t、f/t三个测试项。i/t测试项用于测试带方向或无方向过流继电器的电流动作时间特性，单相接地短路、两相短路和三相短路时过流保护的动作时间特性，以及应用在发电机、电动机保护单元中的零序和负序过流保护的动作时间特性。v/t测试项用于测试电压继电器的电压动作时间特性。f/t测试项用于测试频率继电器的频率动作时间特性，如图4.8-1所示。

4.8.1  参数说明

i/t特性曲线测试中短路的计算

故障类型有单相接地、两相短路、三相短路等七种故障类型供试验时选择。

1.单相接地

对于单相接地故障，测试中故障相电流等于测试电流，其他两相电流为零。故障相电压等于短路电压，其他两相为额定电压。以A相接地短路为例，其向量图如下所示：

2.两相短路

 两故障相电流等于测试电流，且相位相反，以BC相短路为例，Ib、Ic等于测试电流，Ia等于0，三相电压均为额定电压，其向量图如下所示：

3.三相短路

三相电流对称且其大小等于测试电流，相位互差120º，短路电压等于故障电压，相位互差120º，向量图如下图所示：

4.8.2  测试装置

4.8.2.1  i/t特性曲线测试

1.设置测试时间。

2.选择故障类型，设置额定电压、故障电压、负荷电流、相位角及额定频率。

3.设置故障电流的始值、终值及步长。

4.点击开始试验。

4.8.2.2   v/t特性曲线测试

1.设置测试时间。

2.在所要进行试验的电压上打“√”。

3.设置故障电压的始值、终值及步长。

4.点击开始试验。

4.8.2.3  f/t特性曲线测试

1.设置测试时间。

2.在所要进行试验的电压上打“√”。

3.设置故障电压频率的始值、终值及步长。

4.点击开始试验。

4.8.3   举例1

测试任务：相电流过流反时限时间特性曲线测试

保护装置：GEMultilin—L90型微机线路差动保护装置

保护定值：相电流过流反时限启动定值：5A，零序过流反时限时间倍数：1

保护投退：投入相电流过流，选择IEEE中等反时限曲线。

4.8.3.1 试验接线

1．利用测试导线将测试装置的三相电压和电流IA输出端子与保护装置相对应的电压电流输入端子相连接。

2．保护装置的跳闸出口接点接到测试仪开入接点1，如图4.8-2所示。

4.8.3.2 设置参数

1.选择测试项目，设置测试时间，如图4.8-3所示。

2.选择故障类型，设置系统参数，如图4.8-4所示。

3.设置故障电流始值、终值、步长，如图4.8-5所示。

4.8.3.3 开始试验并保存报告。

举例2

测试任务：电压继电器低电压时间特性曲线测试

保护装置：GEMultilin—L90型微机线路差动保护装置

4.8.4.1  试验接线

1．利用测试导线将测试装置的三相电压输出端子与保护装置相对应的电压输入端子相连接。如图4.8-2。

2．保护装置的跳闸出口接点接到测试仪开入接点A。

4.8.4.2  设置参数

1．选择测试项目，设置测试时间，如图4.8-8所示。

选择测试电压，设置故障前电压，如图4.8-9所示。

3.设置故障电压的始值、终值、步长，如图4.8-10所示。

4．点击开始试验，并保存报告。

 举例3

测试任务：ISA-351频率继电器时间特性曲线测试

4.8.5.1  试验接线

1．利用测试导线将测试装置的三相电压输出端子与保护装置相对应的电压输入端子相连接。

2．保护装置的跳闸出口接点接到测试仪开入接点A。

4.8.5.2  设置参数

1．选择测试项目，设置测试时间，如图4.8-11所示。

2．选择测试电压，设置故障前电压、频率，如图4.8-12所示。

3．设置故障电压频率的始值、终值、步长，如图4.8-13所示。

4.8.5.3  点击开始试验，并保存报告。

4.9 阻抗特性

该测试模块主要以扫描一个圆形的方式，测试阻抗继电器在不同角度（0°～360°）下的动作边界，并自动绘制其动作特性图，如圆形、四边形、椭圆形等，如图4.9-1所示。

4.9.1  参数说明

扫描中心点：一般取阻抗继电器在*大灵敏角下*大动作阻抗值的一半。扫描中心点可在左上角设置，也可以在右边的坐标图上按鼠标左键点取中心位置，注意的是继电器在该阻抗值一定要动作，否则不能进行试验。

起始角度和终止角度：设置扫描范围，即相对于中心点而言的阻抗其扫描起始和终止角度。

角度步长：与扫描线的总路数有关，角度步长越小，则扫描线越多，角度步长越大，则扫描线越少。

扫描半径：设置相对于中心点的扫描圆半径，单位为欧姆。

扫描精度：边界扫描过程中,阻抗的*小变化步长（注意：阻抗*小变化步长不能设置太大，否则不能准确搜索到动作边界,一般将其设置为扫描半径的 2％）。

故障前时间：每次故障模拟之前先输出正常状态量，即V=Vnom的三相对称电压，无电流的常态量。待故障前时间结束后进入故障状态。对于常规阻抗或距离保护，为了提高测试速度，可以将该时间值设为零。但有时为了测试继电器的动态阻抗特性，以使被测保护继电器的状态在故障前这一时间段内能够返回或恢复到正常状态。可以将其设为某一个时间值，如0.1秒。对于微机保护， 由于采用突变量启动方式以及每次动作后需几秒甚至十几秒的整组复归时间，必须设置故障前正常状态的时间。以保证在每次故障模拟时首先启动突变量元件或故障模拟之前微机保护得以整组复归。

*大故障时间：每次故障模拟时故障量的*大输出时间。为了保证测试精度，该时间值必须大于保护继电器的动作时间。

*小动作时间：测试过程中，若保护继电器的动作时间小于*小动作时间，继电器的动作将不认可，该时间值与故障时间配合可搜索具有多个阻抗段的距离保护动作边界。

 例如：某三段式距离保护距离II段动作时间0.5秒，III段动作时间1秒。 如果要测试距离II段阻抗动作特性。为防止测试中距离III段动作及I段动作对边界测试的影响，取故障时间为0.7秒，使III段不动作II段可靠动作。取*小动作时间为0.3秒，去掉测试中距离I段动作的影响，以保证所测试的结果是距离II段的阻抗动作边界。

接线方式：对于单相阻抗继电器的测试，可以选择线电压输出方式，以增大阻抗搜索范围。当故障类型为Ａ相、Ｂ相和Ｃ相故障时,可分别选择以Uab、Ubc和Uca 作为电压输出。如果取Vnom=80V，电流I=5A,零序补偿系数为零时，*大测试阻抗可达到32欧（Z=2*80V/5A）。

整 定 值： 整定值Z1、Z2、Ph1和Ph2的设置用于粗略确定被测阻抗继电器的动作区域，以便为中心点阻抗、扫描半径等测试参数的设置，Z1，Z2，Ph1和Ph2的定义如图4.9-2所示：

4.9.2  测试方式

1. 本试验采用辐射式扫描方式。

2．扫描中心点的设置原则。

无论是圆特性或其它形状的阻抗特性，测试时应尽量使所设置的中心点阻抗值的位置位于被测继电器阻抗特性的中心，这样所测到的边界点的分布才比较均匀。

3.扫描范围设置原则。

扫描范围由中心点阻抗位置、扫描半径、扫描范围起始角等决定扫描搜索区域。扫描区域必须完全覆盖被测阻抗继电器的阻抗动作区，否则，有可能找不出某些边界点阻抗值，但搜索区域也不能比动作区大得太多，否则将使测试时间加长。

起始角度一定时，角度步长决定测试线的密度或测试点的多少。用辐射方式测试阻抗特性时，不仅可用于测试具有圆特性的阻抗动作边界，也可用于测试其它多边形或不规则形状的阻抗特性，如苹果形、椭圆形及平行四边形等。

4.测试流程。

测试开始后，测试装置进入故障前状态（大于零的时间），输出正常态电压电流。故障前状态结束后，首先使短路阻抗等于扫描中心电阻抗，区域内侧位置模拟故障进入短路状态。如果在该点保护动作，且其动作时间大于*小动作时间，测试装置再经过一返回和短路前过程，然后取扫描区域外侧或扫描线始端的阻抗值模拟短路过程。如果在该点保护不动作，说明在该扫描线内存在动作边界。接着按十倍测试精度改变阻抗值，沿着扫描线向中心点位置逼近。如果试验开始后的第1点（扫描中心点）保护不动作或在第2点保护动作时，说明该扫描线内不存在边界阻抗，于是放弃该扫描线内的搜索而进入到下一扫描线。

为了在同样测试精度下减少搜索时间，在阻抗逼近过程中，采用阻抗变步长的方式进行逼近。每找到一点边界值，系统将在相应扫描线打上“ｘ”进行标记，然后继续扫描下一个角度的阻抗边界，以此类推直至完成设置的范围。整个搜索顺序如下图4.9-3所示：

5.注意事项

测试精度不要太大（一般取扫描半径的2%）。

对于微机保护，故障前时间或动作返回时间一定要大于其整组复归时间。

对于ＬＺ系列阻抗继电器：

          故障前时间：      0.0S

          故障时间：        0.2S （根据动作时间确定）

          动作返回时间：    0.2S

对于WXB-11或LFP-901等微机保护：

          故障前时间：      15.0S

          故障时间：        0.2S （根据动作时间确定）

动作返回时间：    0.0S

4.9.3    举例

测试任务：距离保护相间一段阻抗特性测试

保护装置：GEMultilin—L90线路差动保护装置

保护定值：相间距离一段阻抗定值：1.00Ω；

相间距离一段阻抗方向：75

保护投退：一段距离保护投退：投入。

4.9.3.1  试验接线

1．利用测试导线将测试装置的三相电压和电流输出端子与保护装置相对应的电压电流输入端子相连接。

2．保护装置的跳闸出口接点接到测试仪开入接点1，如图4.9-4所示。

 设置参数

设置中心点阻抗，如图4.9-5所示。

中心点阻抗也可以直接用鼠标点击来选定。

设置扫描参数，如图4.9-6所示。

设置故障参数，如图4.9-7所示。

同期试验

该模块能测试同期装置电压动作值、频率动作值、导前角及导前时间、调压脉宽、调频脉宽，能进行自动准同期装置的自动调整试验。

4.16.1   参数说明

1.电压动作值：用于测试同期电压动作值。频率不变，按设置的电压步长增或减相应的量至同期动作，记录此时待并侧的电压幅值。

注意：系统侧与待并侧的频差要设置在允许频差范围内。

2.频率动作值：用于测试同期频率动作值。电压幅值不变，按设置的频率步长增或减相应的量至同期动作，记录此时待并侧的频率。

注意：系统侧与待并侧的压差要设置在允许压差范围内。

3.导前角及导前时间：自动调整待并侧的频率，在频差刚好满足要求时，记录此时的导前角及导前时间。

4.电气零点测试：测试电气零点继电器的动作角及动作时间。

5.调压脉宽：测量调压脉宽。

6.调频脉宽：测量调频脉宽。

7.自动调整试验:频差、压差不满足同期条件情况下，根据同期装置发出的调频、调压信号，按设定的电压、频率调整率增加或降低电压、频率，直到满足同期条件时，同期装置发出同期信号为止，记录此时的导前角及导前时间。

8.ΔV/Δt:电压调整率，测试仪收到同期装置发出的增压或减压信号时，按此速率调整电压输出。

9.Δf/Δt:频率调整率，测试仪收到同期装置发出的增频或减频信号时，按此速率调整频率输出。

10.*大同步时间：进行自动调整试验时，若在该时间内同期装置还没有发出同期信号，测试仪将自动停止试验。

11.同 步 窗 口：依照同期装置的定值，设置△V、△f、△fmin、△fmax以及△φ的值。注意这些值在试验过程中只起参考作用，不影响试验。设置完之后，可以在右侧的图中实时观察到相应的效果图。

12.两侧固有角度差：这是两侧的接线角差、变压器Y/△角差等各种固有角差之和。试验时软件将自动对次角度进行补偿。

13.断路器合闸时间：断路器的合闸延时，模拟同期装置发合闸命令后断路器的延时合闸。

4.16.2   测试方式

1.测试导前角及导前时间

试验前先设待并侧与系统侧的电压相等，频率不满足同期条件。试验开始后，由于频差较大，在角度旋转中，同期装置不发合闸命令。自动增、减待并侧电压的频率，当待并侧频率处于临界动作值时，当角度摆入动作范围内，同期装置第1次动作发合闸命令。测试仪将计算并记录下频差刚满足同期条件时的导前角和导前时间。

导前角与导前时间存在以下关系：

△ф=△t/Tw•360º           Tw=1/│f1-f2│

其中：    △ф为导前角               △t为导前时间   

f1为待并侧电压的频率      f2为系统侧电压的频率

自动试验时，软件总是每一个周期内检查同期装置是否有合闸脉冲传来。如果测试仪在一个周期内未接收到合闸脉冲，则自动减小频差（待并侧若大于系统侧频率，则减小待并侧频率），如此每周期进行调整。至同期装置动作合闸。软件即计算并记录下此时的导前角和导前时间。

2.测试调压脉宽

试验前先设置待并侧的电压不满足同期条件（假设低（高）于待并侧电压），频率满足条件但不相等可以使两侧角差能周期性拉开和摆拢。将同期装置的升（降）压信号接入测试仪开入a和b中。试验时，由于电压不满足同期条件装置不发合闸信号但周期性发“升（降）压”信号，这时测试仪将可以测量在这一压差下的调压脉宽和调压周期。调压脉宽与压差基本呈线性关系。

3.测试调频脉宽

试验前先设置两侧电压，但频率不满足同期条件（假设低（高）于待并侧频率）。将同期装置的升（降）频率信号接入测试仪开入c和h中。试验时，由于频率不满足同期条件装置不发合闸信号但周期性发“升（降）频”信号，这时测试仪将可以测量在这一频差下的调频脉宽和调频周期。调频脉宽与频差基本呈线性关系。

4.自动调整试验

试验前设置待并侧电压的幅值和频率均与系统侧差值较大不满足同期条件，试验时，由同期装置给测试仪发“升压”、“降压”或“升频”、“降频”信号，测试仪根据接收到的信号自动地按设置的变化率向“满足同期条件”的方向调整待并侧电压和频率，直到压差、频差和角差满足同期条件，同期装置发合闸命令为止。测试仪将记录下合闸时的压差、频差和角差。

试验期间，当压差或频差满足同期要求时，同期装置上压差合格灯或频差合格灯亮，到角差也满足要求时，同期装置即并发合闸信号。这就是同期的三个动作必要条件：待并侧与系统侧的频率基本相等、电压基本相等以及相位差小于一定值。

本次继电保护改造期间，全体作业人员以执着、坚持、严谨的工作态度全身心投入工作中，与厂家一起优化电缆敷设、检查电气回路接线、钻研保护逻辑原理、校验保护功能，既看单个回路、器件，也寻找相互的配合关系，确保保护动作逻辑原理清晰、操作精准。

同时，保护专业人员坚持“从严从细”的原则，严把设计图审核，群策群力，把每一个细节每个功能回路审核到位，针对原设计图纸中的“防跳回路”接线、母线保护远跳、母线保护失灵联跳等问题提出专业整改意见，不放过任何一个漏洞，不丢掉任何一个盲点。广大青工以现场为课堂，积极钻研保护逻辑原理，优化电缆敷设，检查电气回路接线，校验保护功能，攻艰克难，用“硬劲、巧劲、铆劲”在继电保护领域学习深耕，有效提升了理论水平和技术实操能力。

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